利用ANSYS APDL板块建立杆系结构模型时,常常通过赋予杆件或单元实常数来建立有限元模型,譬如桥梁、高层结构、大临施工结构等。在建立这些结构的有限元模型时,使用较为普遍的当属Beam4单元,该单元是一种可用于承受拉、压、弯、扭的单轴受力单元。这种单元在每个节点上有六个自由度:x、y、z三个方向的线位移和绕x、y、z三个轴的角位移。可用于计算应力刚化及大变形的问题。
本单元的定义通常是以下这些输入参数确定的:横截面积变量A,两个轴惯性矩(IZZ和IYY)变量,两个厚度变量(TKZ,TKY),绕X轴(单元座标系下)扭转惯性矩(IXX),定义格式如此下:
R,编号,A,IZZ,IYY,TKZ,TKY $RMORE,,IXX
我们通常辅助使用CAD计算截面特性,步骤如下:
1、首先在CAD中建立截面,利用REG命令形成面域
2、输入"EXPORT",导出成"SAT"格式文件
3、在ANSYS APDL中运行如下命令流。即可计算得到截面特性
/prep7
~satin,1,sat,,surface
et,1,plane82
smrtsize,1
allsel,all
amesh,all
secwrite,1,sect,,1
sectype,1,beam,mesh
secoffset,cent,,,
secread,'1','sect','',mesh
secplot,1,1 !1号截面
可以得到该截面实常数应为:
R,1,0.859305,16.801,2.4843, , $RMORE,,2.87252
上述方法比较常规,具体操作可以访问我在B站的建模教程:ANSYS建模经验分享、ANSYS截面特性计算方法
可以发现,利用上述命令流并不会得到”TKZ、TKY“两个变量,需要手动输入,虽然这两个变量不会对模型分析产生影响,但它们是检查模型建立正确与否的两个关键变量,即所谓的”大小小大,小大大小“关系。另外一个不方便之处在于当截面非常多时(大多数情况下一个结构具有几十个截面),使用上述命令流比较耗时。因此,基于以上不足,小编优化了计算方法,采用MATLAB与ANSYS APDL联合的方法,一键批量计算所有截面的实常数。
备注:ANSYS程序所在目录查询方法(小编使用的是19.2版本)
1、右击桌面”Mechanical APDL Product Launcher 19.2“或”Mechanical APDL 19.2“,点击“打开文件所在位置
2、复制该路径,找到19.2版本的exe程序,复制该exe程序名称,粘贴至MATLAB中”待修改路径(红色框选部分)
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